原创 双面板孔金属化的制作方法详解

在印制板加工厂采用的是自动化的连续作业设备，设备成本昂贵，这在业余条件下是根本不可能做到的。我们在这里推出的是一种接近工厂正规生产工艺流程，但生产工艺相对简单，设备极其低廉，业余条件下比较容易完成操作的方法。郑州东明电子研究所为此专门设计生产了“东明DM—2120型孔金属化箱”，该箱体小巧，内置孔金属化所需要的全部化学药品、器皿、磷铜电极、电镀电源（5V 20A电流可调节），可以完成不大于200*200mm电路板的孔金属化全过程，具体操作流程如下：

1、钻孔：完成热转印制版后，根据设计要求对焊盘钻孔，钻孔时孔应尽量对准焊盘中心。
2、预浸：将预浸液倒进托盘中，放入电路板，预浸30秒到1分钟。其主要作用是确保孔壁被均匀浸润及电荷调整，同时防止电路板上的有害杂质带入KH-22- L活化液中，预浸的目的主要是保护价格昂贵的活化液。
3、活化：将PCB板拿出后直接放入活化液中活化，活化液温度应控制在20℃--40℃之间，时间为5—7分钟。室温过低时应对活化液加热。活化时线路板应轻微晃动，以使药液均匀流过线路板，使电路板的每个部分都能为后续的化学镀铜提供充足有效的催化活性核心。
4、加速：将电路板放入加速液，加速还原2—3分钟，加速液温度应控制在20℃--35℃，在加速液中也应轻微晃动板子。

5、沉铜：将电路板放入沉铜液，沉铜前须向沉铜液中加入定量的甲醛，使沉铜液开始产生化学反应后，将电路板放入沉铜液，沉铜反映应进行10—15分钟。沉铜时应不停的晃动板子，使化学铜能均匀沉在线路板的每个地方。
6、电镀：将电路板用稀硫酸去除氧化层后，带上负电极放入东明DM2120提供的电镀箱进行电镀。电镀前应将东明DM2120提供的电镀电源调至所需电流，电镀电流按每平方分米3A的电流计算。电镀时电镀箱内的电机会带动传动机构轻微晃动板子，基板（磷铜板）放在电镀槽两端的白色涤纶布袋中，电镀时基板接电镀电源的正极，印制板接电源负极。线路板应在镀铜液中间来回移动，距两侧基板的距离应控制在15cm以上。镀铜时间一般应控制在30分钟左右，如需加厚电镀铜层，可适当延长电镀时间。
7、二次转印：电镀完成后，将打印好的PCB图顶层及底层的每个焊盘与相对应的通孔仔细对齐，然后用胶带固定下来。转印完成后揭掉转印纸，如有图形缺陷可用记号笔进行修补。
8、腐蚀：腐蚀前用特制的T-1涂料将所有的金属化过孔涂盖严实，防止腐蚀时将过孔腐蚀掉。涂完后即可送入DM2110A型腐蚀机腐蚀。腐蚀完成后用T-2溶剂将涂盖在过孔上的T-1涂料洗掉。这样，一块完整的双面印制电路就制作成功了，其工艺质量完全可以满足实验要求。孔金属化过程中牵扯到许多电化学方面的专业知识，并且使用了较多的化学药品。

在这里简单的介绍一下这些化学药液的具体功效和配置方法。
1.预浸液：双面板预处理所使用的药液我们简称为预浸液，（其成份是KH-21- L）。
主要作用是在 PTH 活化过程前维护KH-22- L 槽液的酸性和比重。并且确保过孔孔壁被均匀浸润（及电荷调整），同时防止有害杂质带入KH-22- L中。
每升工作液配比： 范围 最佳值
KH-21- L 220—240g/L 240g/L
37%试剂HCI（盐酸） 2—5%（v/v） 4%
蒸馏水 余量
调配方法：先向药槽中注入1/2容积的蒸馏水，再加入要求量的KH-21- L，并使之完全溶解。然后慢慢加入要求量的盐酸并充分搅拌。最后用蒸馏水调整至规定的体积。药液槽应采用东明DM-2120孔金属化箱提供的专用容器或由聚氯乙烯，聚丙烯，PVC材料做成的容器。工作温度控制在室温即可，处理时间在0.5-2分钟。药液维护可根据所处理的量来进行补加，每处理1平方米板料，应补加39g KH-21- L和3.4mL37%
的HCI于槽中。当药液呈现浑浊或深绿色时应更换槽液。

2.活化液：其主要成份是KH—22—L。KH—22--L是一种新型酸性胶体钯活化剂，这种新型活化剂中的胶体微粒，可以渗入微孔并可均匀的吸附在非导体的表面上。为后续的化学镀铜提供充足有效的催化活性核心。
每升工作液配比： 范围 最佳值
KH—21—L 220—240g/L 240g/L
37%试剂HCI 2—5% (v/v) 4%
KH—22--L　　　　　　　3—5% (v/v) 4%
蒸馏水 余量
调配方法：先在板槽中注入1/2槽的蒸馏水。再加入要求量的KH—21--L，并使之完全溶解。然后再慢慢加入要求量的HCI，并充分搅拌。之后加入需要量的CS—22—K。最
后用0.5%的稀盐酸溶液将槽液调整至规定的体积，混匀。至此活化液就已配置完成。药液维护可根据所处理的印制板量来进行补加，每处理1平方米板料，应加入5.5mL的KH—22—L。

3.加速还原液：其化学药液的主要成份是KH—23--L。KH--23—L用于PTH活化过程之后，调节被吸收的催化剂，使化学铜能够迅速均匀牢固的沉积在板料上，同时把活化剂的带入影响降至最底限度，延长化学镀铜溶液的使用寿命。
每升工作液配比： KH—23—L 150毫升 蒸馏水
850毫升调配方法：先向板槽中注入1/2槽的蒸馏水。加入所需要量的KH—23—L，边加边搅拌，然后用蒸馏水调整至规定体积即可。每升CS—23—K 浓缩液能处理40平方米板料，当溶液出现浑浊时，应废弃重新配置。

4.沉铜液：这是在进行电镀铜时能否镀上铜的最关键的一环。其化学药液的配置方法如下：
每升工作液配比：
酒石酸钾纳 40g/L 氢氧化钠 20g/L
硫酸铜 14g/L 硫脲 0.5g/L
甲醛 15mL/L
调配方法：必须先将酒石酸钾纳和硫酸铜倒入蒸馏水中搅拌均匀，然后加入氢氧化钠，在对板料进行沉铜工序前，再加入甲醛并搅匀。本药液是一次性药液，沉铜前应根据板料的大小配制沉铜液，以避免浪费。

5.镀铜液：镀铜液的主要成份是硫酸铜，电镀时不仅能对孔进行金属化还同时能加厚线路板。
每升工作液配比：
硫酸铜 75g/L 硫酸98% 100mL/L
盐酸37% 0.132mL/L Hz—601 (光亮剂) 8—15mL/L
调配方法：将2/3的蒸馏水加入镀槽并加热到50-60度（使硫酸铜能充分溶解），加入硫酸铜后搅拌均匀。等其冷却后，慢慢的加入需要量的硫酸，一边加入一边搅拌溶液。最后加入需要量的KH—601 光亮剂。